酸塩基反応

酸塩基反応は、中性 (水 H2O や酢酸 CH3CO2H などの分子) または電荷 (アンモニウム NH4+ や水酸化 OH- 、炭酸 CO32- などのイオン) を持つ化学種の間で、1 つまたは複数の水素イオン H+ の交換によって典型的になる化学プロセスの一種である。 また、酸性だが水素イオンを供与しない分子やイオン(塩化アルミニウム、AlCl3、銀イオンAG+)の類似の挙動も含まれる。

sodium sulfate

グラウバー塩とも呼ばれ、他の塩と同様に酸-塩基反応により生成される硫酸塩です。

Martin Walker

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酸と塩基とは

酸とは、1つ以上の水素原子を含む物質で、溶液中で正電荷の水素イオンとして放出されるものです。 水溶液中の酸は酸っぱい味がし、青いリトマス紙の色を赤に変え、いくつかの金属 (例: 鉄) と反応して水素を放出し、塩基と反応して塩を形成し、特定の化学反応 (酸触媒作用) を促進させることができます。 塩基は、苦い味がして、赤いリトマス紙の色を青に変える物質である。 塩基は酸と反応して塩を形成し、特定の化学反応を促進します(塩基触媒作用)。

酸と塩基はどのように測定されますか?

酸と塩基は、その相対的な強さに応じて、0~14 の値、すなわち pH 値が割り当てられています。 中性である純水はpH7で、pH7以下の溶液は酸性、pH7以上の溶液は塩基性、つまりアルカリ性とみなされます。 強酸は水素イオンの濃度が高く、0に近い値を示し、逆に強塩基は水酸化物イオンの濃度が高く、14に近い値を示します。 弱い酸や塩基は、強い酸や塩基に比べ、pH7に近い値を示します。

酸塩基反応では何が起こるのでしょうか。

酸塩基反応は、中性 (水、H2O などの分子) または電荷 (アンモニウム、NH4+、水酸化物、OH-、または炭酸塩、CO32- などのイオン) である種の間で 1 つまたは複数の水素イオン、H+ を交換する化学反応の一種とされます。 また、酸性であるが水素イオンを供与しない分子やイオンで起こる同様の過程も含まれる。

どのようにして酸と塩基は互いに中和する(または打ち消しあう)のでしょうか。

異なる反応は異なる結果を生み出します。 強酸と強塩基の間の反応は、水中でより完全に水素イオン (プロトン、正の電荷を持つイオン) と陰イオン (負の電荷を持つイオン) に分解されます。 弱酸と弱塩基の場合、中和は酸から塩基への直接的なプロトン移動と考えるのがより適切である。

酸は、水溶液中で鋭い味、金属に対する腐食作用、および特定の青色野菜染料を赤くする能力を示す化学化合物であり、反応物の 1 つが非常に過剰に存在する場合、反応は塩(またはその溶液)を生成する可能性があります。 塩基は、溶液中では石鹸のような感触で、赤い野菜の染料を青くする化合物です。

ある物質が酸であり、他の物質が塩基であるという考えは、化学と同じくらい古くからあり、酸、塩基、塩という言葉は、中世の錬金術師の著作に非常に早く登場しています。 酸はおそらく、その酸っぱい味から最初に認識されたと思われる。 英語のacid、フランス語のacide、ドイツ語のSäure、ロシア語のkislotaは、いずれも酸っぱいという意味の言葉(ラテン語のacidus、ドイツ語のsauer、古ノルド語のsūur、ロシア語のkisly)から派生したものである。 また、酸の性質として、溶媒作用や腐食作用、植物染料への影響、チョークへの塗布による発泡性(炭酸ガスの気泡発生)などが早くから指摘されていた。 塩基(アルカリ)は、主に酸を中和して塩を形成する性質があり、塩基は水に溶けて塩味を持つ結晶性の物質として大まかに分類される。

その不正確な性質にもかかわらず、これらの考えはかなりの範囲の定性的な観察を関連付けるのに役立ち、初期の化学者が遭遇した最も一般的な化学物質の多くは、酸(塩酸、硫酸、硝酸、炭酸)、塩基(ソーダ、カリ、石灰、アンモニア)、または塩(食塩、アンモニア塩、食塩、明礬、ほう砂)に分類することができたのです。 しかし、一定量の酸が一定量の塩基を中和する能力は、化学的等価性(ある物質のある量は、ある化学的意味において別の物質のある量と等しいという考え)の最も初期の例の1つであった。 さらに、ある酸が別の酸で塩を置換できることがかなり早い時期に発見され、これによって酸を強さの順に並べることができるようになった。 また、このような置換は、実験条件によって、どちらにも起こりうることがすぐに明らかになった。 この現象は、酸塩基反応が可逆的であること、つまり、反応の生成物が相互作用して出発物質を再生できることを示唆していた。

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理論的な興味とは別に、酸と塩基は工業化学や日常生活で大きな役割を担っています。 硫酸や水酸化ナトリウムは化学工業で最も大量に生産される製品の一つであり、化学プロセスの大部分は反応物または触媒として酸や塩基を含んでいます。 また、土壌や水の酸性度やアルカリ性度は、そこに住む植物や動物にとって非常に重要である。 酸塩基化学の考え方や用語は日常生活に浸透しており、特に塩という用語は一般的である。

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